Xử lý ảnh Kỹ thuật số Viễn thám pdf

Xử lý ảnh Kỹ thuật số Viễn thám
H
H
ồ
ồ
Đ
Đ
ì
ì
nh Du
nh Du
ẩ
ẩ
n
n
TP.HCM 2005
Thời lượng
(tổng 45 tiết)
Mục lục


Ph
Ph
ầ
ầ
n gi
n gi
ớ
ớ
i thi
i thi

ệ
ệ
u v
u v
à
à
B
B
à
à
i test
i test
ph
ph
â
â
n l
n l
ọ
ọ
ai h
ai h
ọ
ọ
c vi
c vi
ê
ê
n
n



Ch
Ch
ươ
ươ
ng 1: Ph
ng 1: Ph
â
â
n t
n t
í
í
ch th
ch th
ố
ố
ng k
ng k
ê
ê
c
c
ủ
ủ
a
a
ả
ả

nh s
nh s
ố
ố


Ch
Ch
ươ
ươ
ng 2:
ng 2:
Ả
Ả
nh m
nh m
à
à
u
u
đ
đ
a ph
a ph
ổ
ổ


Ch
Ch

ươ
ươ
ng 3: N
ng 3: N
ắ
ắ
n
n
ả
ả
nh vi
nh vi
ễ
ễ
n th
n th
á
á
m
m


Ch
Ch
ươ
ươ
ng 4: T
ng 4: T
ă
ă

ng c
ng c
ườ
ườ
ng
ng
ả
ả
nh
nh


Ch
Ch
ươ
ươ
ng 5: Ph
ng 5: Ph
â
â
n l
n l
ớ
ớ
p
3 ti
3 ti
ế
ế
t

t
6 ti
6 ti
ế
ế
t
t
6 ti
6 ti
ế
ế
t
t
3 ti
3 ti
ế
ế
t
t
6 ti
6 ti
ế
ế
t
t
3 ti
3 ti
ế
ế
t

p
(classification)
(classification)
t
Còn tiếp
3 ti
3 ti
ế
ế
t
t
3 ti
3 ti
ế
ế
t
t
15 ti
15 ti
ế
ế
t


Ch
Ch
ươ
ươ
ng 6: Ph
ng 6: Ph

á
á
t hi
t hi
ệ
ệ
n thay
n thay
đổ
đổ
i
i
b
b
ằ
ằ
ng
ng
ả
ả
nh s
nh s
ố
ố
(change detection)
(change detection)


Ch
Ch

ươ
ươ
ng 7: C
ng 7: C
á
á
c ph
c ph
é
é
p bi
p bi
ế
ế
n
n
đổ
đổ
i
i
h
h
ì
ì
nh h
nh h
ọ
ọ
c c
c c

ủ
ủ
a
a
ả
ả
nh v
nh v
à
à
Morphology
Morphology


C
C
á
á
c b
c b
à
à
i th
i th
ự
ự
c h
c h
à
à

nh (5 b
nh (5 b
à
à
i)
i)


B
B
à
à
i thi cu
i thi cu
ố
ố
i kh
i kh
ó
ó
a
t
a
Tài liệu tham khảo
L
ươ
ng M
ạ
nh Bá và Nguy
ễ

n Thanh Th
ủ
y
, “Nhập môn xử lý ảnh số”,
NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 2003
John R. Jensen
, “Introductory Digital Image Processing: A Remote
Sensing Perspective”, Prentice Hall, NJ, 1996
John A. Richards
, “Remote Sensing Digital Image Analysis - An
Introduction”, Spriger - Verlag, 1994
Kiyoshi Honda
, “Pinciples of Remote Sensing”, Lecture Notes
(powerpoint slides), AIT, Bangkok, 2004
H
ồ
Đình Du
ẩ
n & Marc Souris
, “Numerical Methods and Algorithms in
Remote Sensing and GIS”, Lecture Notes, AIT, Bangkok, 2004
Ch
Ch
ươ
ươ
ng 1
ng 1
Phân tích Thống kê của Ảnh số
Hồ Đình Duẩn
Nội dung chương 1

Khái niệm ảnh số
Các tham số thống kê một chiều của ảnh
Các phép biến đổi histogram
Các tham số thống kê nhiều chiều
Matrận hiệp phương sai và phương pháp PCA
Biểu diễn ảnh số
Pixel (Picture Element): điểm ảnh, mang một
giá trị số f(x,y)
x,y: số nguyên, chỉ vị trí pixel
f: độ sáng (độ xám, brightness)
CONTINUOUS
IMAGE
PIXEL
01 23
X, Colum
n
Pixel No.
0
1
2
3
Y, Line
Analog Image
Digital Image
Height
Width
Pixel
Giá trị của Pixel
Ảnh đa phổ (đa kênh)
Multi Channel Image

Color Image: 3 kênh cho 3 màu
R,G,B
Landsat TM 7 Channel
Band or
Channel
Band
4
Band
3
Band
2
Band
1
Bit và hệ Nhị phân (Binary System)
Độ sáng của mỗi pixel được biểu diễn bởi một số bit
Nếu dùng k bit cho mỗi pixel, có cả thảy 2
k
cấp độ sáng từ
0 đến 2
k
-1
Ví dụ: dùng 3 bit
bit map graylevel bitmap
graylevel
bit2 bit1 bit0 bit2 bit1 bit0
0000 1004
0011 1015
0102 1106
0113 1117
Lấy mẫu (Sampling) & Lượng hóa

(Quantization)
Đó là quá trình số hóa một ảnh thực (liên tục) thành
một ảnh số (rời rạc)
(Analog to Digital)
(1)Sampling : Chọn một lưới ô vuông (grid)
để biểu diễn ảnh
(2)Quantization: xác định một phép tương
ứng từ độ sáng của ảnh qua
một cấp độ sáng (grey level)
Sampling
Định lý Shannon về lấy mẫu
“Thông tin sẽ không bị mất nếu ảnh được lấy mẫu
theo một chu kỳ bằng một nữa nghịch đảo của tần
số tín hiệu nguyên thủy”
32
64
128
Lượng hóa
8bit 7bit 6bit
5bit
Các mức lượng hóa khác nhau
3bit
4bit 2bit 1bit
Các định dạng
ảnh số vệ tinh
thông thường
(BSQ, BIL, BIP)
Khái niệm lân cận (Neighbor) của
mộtPixel

p
p
4-neighbors of p
8-neighbors of
p
Tính liên tục của các pixel
continuous
at 4-connectivity
continuous
at 8-connectivit
y
Hiển thị dữ liệu ảnh
Ảnh hiển thị cần phải được tăng cường chất
lượng để nhận biết tốt hơn.
Phép tăng cường thông dụng nhất là tăng độ
tương phản (Contrast enhancement)
Histogram của ảnh
Histogram (biểu đồ xám) mô tả sự phân bố của cấp
độ sáng của một ảnh theo số lượng pixel mang cùng
một giá trị độ sáng
Histogram
0
1
2
3
4
5
6
7
8

12345
Pixel Value
Frequency
Pixel
Value Number
11
24
37
43
51
Total 16
Histogram
1324
4523
3232
3343
Image Histogram
0
255
45,000
( 20%)
80 8575
In the image, there are 45,000
pixels, whose value are 80.

20% of all pixels have value 80.
pixel value
number of pixels
or
parcentage